《第一單元 分子的空間結構》（同步訓練）高中化學選擇性必修2-蘇教版-2024-2025學年

《第一單元分子的空間結構》同步訓練(答案在后面)一、單項選擇題（本大題有16小題，每小題3分，共48分）1、下列分子中哪一個具有直線形的空間結構？A.水（H?O）B.二氧化碳（CO?）C.甲烷（CH?）D.氨（NH?）2、已知某分子中中心原子A的價層電子對數(shù)為4，且沒有孤電子對，該分子的空間構型是：A.直線形B.針刺形C.平面三角形D.立方形3、關于分子的空間結構，下列說法中哪一項是不正確的？A.分子的空間結構決定了分子的物理和化學性質。B.氨氣（NH?）分子中的氮原子采取sp3雜化，形成三角錐形結構。C.二氧化碳（CO?）分子為直線型結構，中心碳原子以sp雜化軌道與氧原子成鍵。D.水（H?O）分子中的氧原子采取sp2雜化，形成V字形結構。4、在AB4型分子中，如果中心原子A的價電子對數(shù)為4，且中心原子A與四個B原子形成共價鍵，則該分子的空間構型是（）。A.正四面體形B.平面四邊形C.線形D.V形5、已知甲烷分子的結構為正四面體，下列關于甲烷分子中C-H鍵的描述，正確的是（）A.C-H鍵是極性鍵B.C-H鍵是非極性鍵C.C-H鍵的鍵能較小D.C-H鍵的鍵長較長6、下列分子中，中心原子的價層電子對數(shù)為4，且沒有孤電子對的是：A.CH4B.NH3C.H2OD.CO27、下列關于甲烷分子（CH4）結構的描述中，正確的是（）A.甲烷分子中碳原子的雜化類型為spB.甲烷分子中碳原子和氫原子的鍵角為109.5°C.甲烷分子中碳原子的價層電子對數(shù)為3D.甲烷分子中碳原子和氫原子形成的化學鍵為離子鍵8、下列分子中，中心原子的價層電子對數(shù)和孤電子對數(shù)分別為：A.CH4，中心原子價層電子對數(shù)=4，孤電子對數(shù)=0B.NH3，中心原子價層電子對數(shù)=4，孤電子對數(shù)=1C.H2O，中心原子價層電子對數(shù)=4，孤電子對數(shù)=2D.OF2，中心原子價層電子對數(shù)=4，孤電子對數(shù)=39、某有機化合物的分子式為C4H8O，根據(jù)VSEPR理論預測該分子的空間結構，下列選項中正確的是：A.直線形B.平面三角形C.三角錐形D.四面體形10、在下列分子中，中心原子采取sp3雜化軌道的是：A.H?OB.CH?C.CO?D.BF?11、在下列分子中，中心原子的雜化類型為sp3d雜化的是：A.CH4B.NH3C.BF3D.SF612、下列分子中，中心原子采取sp雜化軌道的是：A.CO2B.H2OC.CH4D.NH313、下列分子中，中心原子采取sp2雜化軌道的分子是：A.CO?B.H?OC.CH?D.NH?14、下列關于分子空間結構的描述，正確的是：A.甲烷分子是平面正方形結構B.氯化氫分子中，氫原子和氯原子之間的鍵角為120°C.二氧化碳分子中，碳原子位于分子中心，兩氧原子分別位于碳原子兩側，形成直線形結構D.氨分子中，氮原子位于分子中心，三個氫原子位于同一平面上，鍵角為90°15、在下列分子中，中心原子采用sp2雜化的分子是：A.H2OB.CO2C.BF3D.CH416、已知某有機化合物的分子式為C2H4O2，根據(jù)下列哪項信息可以判斷該有機化合物可能是乙酸？A.該化合物在水中溶解度較大B.該化合物能與NaHCO3反應產(chǎn)生氣體C.該化合物的紅外光譜中存在羰基吸收峰D.該化合物的核磁共振氫譜顯示有兩個化學環(huán)境不同的氫原子二、非選擇題（本大題有4小題，每小題13分，共52分）第一題：以下四種分子結構模型中，哪一種表示的是氨氣分子（NH3）的正確空間結構？請選出正確答案，并說明理由。A.三角錐形B.平面三角形C.線性結構D.V形第二題：假設有一個由兩種原子組成的分子AB4，其中A原子的價電子數(shù)為4，B原子的價電子數(shù)為3。請根據(jù)價層電子對互斥理論（VSEPR理論），判斷該分子的空間構型，并說明理由。第三題根據(jù)VSEPR理論（價層電子對互斥理論），預測下列分子或離子的幾何構型，并解釋你所作預測的理由。對于每個分子或離子，還需指出中心原子的雜化狀態(tài)。NH3(氨)H2O(水)CO3^2-(碳酸根離子)SF6(六氟化硫)第四題：根據(jù)價層電子對互斥理論（VSEPR理論），完成以下題目：題目：判斷以下分子中，中心原子的價層電子對數(shù)分別是多少？CH4（甲烷）NH3（氨氣）H2O（水）題目：根據(jù)VSEPR理論，預測以下分子的空間構型：BeCl2（二氯化鈹）SO2（二氧化硫）PF5（五氟化磷）《第一單元分子的空間結構》同步訓練及答案解析一、單項選擇題（本大題有16小題，每小題3分，共48分）1、下列分子中哪一個具有直線形的空間結構？A.水（H?O）B.二氧化碳（CO?）C.甲烷（CH?）D.氨（NH?）答案：B解析：分子的空間結構取決于中心原子的電子對排布及成鍵情況。在選項中：A.水（H?O）分子中氧原子有兩對孤對電子，與兩個氫原子形成鍵角大約為104.5°的彎曲形結構。B.二氧化碳（CO?）分子中碳原子與兩個氧原子以雙鍵相連，沒有孤對電子，因此采取sp雜化，形成直線形結構，鍵角為180°。C.甲烷（CH?）分子中碳原子采取sp3雜化，與四個氫原子形成正四面體結構，鍵角約為109.5°。D.氨（NH?）分子中氮原子有一對孤對電子，與三個氫原子形成三角錐形結構，鍵角略小于109.5°。綜上所述，只有二氧化碳（CO?）分子具有直線形的空間結構，故正確答案是B。2、已知某分子中中心原子A的價層電子對數(shù)為4，且沒有孤電子對，該分子的空間構型是：A.直線形B.針刺形C.平面三角形D.立方形答案：D解析：根據(jù)價層電子對互斥理論，中心原子的價層電子對數(shù)等于其周圍原子形成的共價鍵數(shù)。題目中提到中心原子A的價層電子對數(shù)為4，沒有孤電子對，說明中心原子A與周圍4個原子各形成1個共價鍵，且沒有孤電子對，因此該分子的空間構型為立方形。3、關于分子的空間結構，下列說法中哪一項是不正確的？A.分子的空間結構決定了分子的物理和化學性質。B.氨氣（NH?）分子中的氮原子采取sp3雜化，形成三角錐形結構。C.二氧化碳（CO?）分子為直線型結構，中心碳原子以sp雜化軌道與氧原子成鍵。D.水（H?O）分子中的氧原子采取sp2雜化，形成V字形結構。答案：D解析：選項A正確，分子的空間結構確實對分子的物理和化學性質有著決定性的影響，例如熔點、沸點、溶解性以及反應活性等。選項B正確，氨氣（NH?）分子中，氮原子有一個孤對電子，因此采取的是sp3雜化，其空間構型為三角錐形，其中三個氫原子和一個孤對電子分別占據(jù)四個頂點的位置。選項C正確，二氧化碳（CO?）是一個線性分子，每個氧原子通過雙鍵與中心的碳原子相連，碳原子采用sp雜化，兩個sp雜化軌道分別與兩個氧原子的p軌道成鍵，形成了180度的鍵角。選項D錯誤，水（H?O）分子中的氧原子實際上采取的是sp3雜化，而不是sp2雜化。這是因為氧原子有兩個孤對電子和兩個與氫原子形成的σ鍵，這四個區(qū)域的電子密度需要四個雜化軌道來容納，因此是sp3雜化。水分子的幾何形狀是彎曲的或稱為V字形，但這是由于兩個孤對電子的存在使得分子的幾何形狀并非平面三角形，而是具有大約104.5度的鍵角。因此，選項D的說法是不正確的。4、在AB4型分子中，如果中心原子A的價電子對數(shù)為4，且中心原子A與四個B原子形成共價鍵，則該分子的空間構型是（）。A.正四面體形B.平面四邊形C.線形D.V形答案：A解析：AB4型分子中，中心原子A的價電子對數(shù)為4，且與四個B原子形成共價鍵。由于沒有孤電子對，中心原子A的雜化方式為sp3雜化，因此該分子的空間構型為正四面體形。5、已知甲烷分子的結構為正四面體，下列關于甲烷分子中C-H鍵的描述，正確的是（）A.C-H鍵是極性鍵B.C-H鍵是非極性鍵C.C-H鍵的鍵能較小D.C-H鍵的鍵長較長答案：A解析：甲烷分子中，碳原子和氫原子之間存在極性鍵，因為碳和氫的電負性不同，碳的電負性比氫大，所以C-H鍵是極性鍵。選項A正確。其他選項描述均與甲烷分子中C-H鍵的特性不符。6、下列分子中，中心原子的價層電子對數(shù)為4，且沒有孤電子對的是：A.CH4B.NH3C.H2OD.CO2答案：A解析：價層電子對數(shù)等于中心原子的價電子數(shù)加上與中心原子形成共價鍵的原子數(shù)。A選項中的CH4，碳原子有4個價電子，與4個氫原子形成共價鍵，沒有孤電子對，價層電子對數(shù)為4。B選項中的NH3，氮原子有5個價電子，與3個氫原子形成共價鍵，還有1對孤電子對，價層電子對數(shù)為4。C選項中的H2O，氧原子有6個價電子，與2個氫原子形成共價鍵，還有2對孤電子對，價層電子對數(shù)為4。D選項中的CO2，碳原子有4個價電子，與2個氧原子形成共價鍵，沒有孤電子對，但價層電子對數(shù)為2。因此，只有A選項滿足條件。7、下列關于甲烷分子（CH4）結構的描述中，正確的是（）A.甲烷分子中碳原子的雜化類型為spB.甲烷分子中碳原子和氫原子的鍵角為109.5°C.甲烷分子中碳原子的價層電子對數(shù)為3D.甲烷分子中碳原子和氫原子形成的化學鍵為離子鍵答案：B解析：A選項錯誤，甲烷分子中碳原子的雜化類型為sp3，而非sp。B選項正確，甲烷分子中碳原子和氫原子的鍵角為109.5°，這是因為碳原子采取sp3雜化，形成四面體結構。C選項錯誤，甲烷分子中碳原子的價層電子對數(shù)為4，包括碳原子與四個氫原子形成的四個σ鍵。D選項錯誤，甲烷分子中碳原子和氫原子形成的化學鍵為共價鍵，而非離子鍵。8、下列分子中，中心原子的價層電子對數(shù)和孤電子對數(shù)分別為：A.CH4，中心原子價層電子對數(shù)=4，孤電子對數(shù)=0B.NH3，中心原子價層電子對數(shù)=4，孤電子對數(shù)=1C.H2O，中心原子價層電子對數(shù)=4，孤電子對數(shù)=2D.OF2，中心原子價層電子對數(shù)=4，孤電子對數(shù)=3答案：B解析：本題考查了價層電子對互斥理論。在AB4型分子中，中心原子的價層電子對數(shù)為4，沒有孤電子對；在AB3N型分子中，中心原子的價層電子對數(shù)為3，孤電子對數(shù)為1；在AB2ON型分子中，中心原子的價層電子對數(shù)為3，孤電子對數(shù)為1；在ABON2型分子中，中心原子的價層電子對數(shù)為4，孤電子對數(shù)為2。因此，選項B正確。9、某有機化合物的分子式為C4H8O，根據(jù)VSEPR理論預測該分子的空間結構，下列選項中正確的是：A.直線形B.平面三角形C.三角錐形D.四面體形答案：D解析：分子式為C4H8O的化合物，可以看作是丁烷的一個氫原子被羥基（-OH）取代。由于羥基是一個電負性較高的原子，它會對周圍的電子云產(chǎn)生較大的拉電子效應，導致碳原子周圍的電子對排斥增大。因此，該分子中心碳原子的四個鍵對（包括三個碳-碳鍵和一個碳-氧鍵）會形成四面體形結構。所以正確答案是D。10、在下列分子中，中心原子采取sp3雜化軌道的是：A.H?OB.CH?C.CO?D.BF?答案：B解析：在CH?分子中，碳原子與四個氫原子形成四個σ鍵，沒有孤對電子。因此，碳原子采取sp3雜化軌道。而在其他選項中，H?O中的氧原子采取sp3雜化，但有一個孤對電子；CO?中的碳原子采取sp雜化；BF?中的硼原子采取sp2雜化。所以正確答案是B。11、在下列分子中，中心原子的雜化類型為sp3d雜化的是：A.CH4B.NH3C.BF3D.SF6答案：D解析：在選項中，CH4的中心原子碳采取sp3雜化，NH3的中心原子氮采取sp3雜化，BF3的中心原子硼采取sp2雜化。而SF6的中心原子硫采取sp3d雜化，因此正確答案是D。這種雜化類型使得SF6分子的硫原子周圍形成六個等價的sp3d雜化軌道，每個軌道上各有一個孤對電子，與六個氟原子形成共價鍵，使分子呈現(xiàn)八面體結構。12、下列分子中，中心原子采取sp雜化軌道的是：A.CO2B.H2OC.CH4D.NH3答案：A解析：CO2分子中，碳原子與兩個氧原子形成兩個雙鍵，碳原子周圍沒有孤對電子，因此碳原子采取sp雜化軌道。在A選項中，H2O分子中氧原子采取sp3雜化軌道；在C選項中，CH4分子中碳原子采取sp3雜化軌道；在D選項中，NH3分子中氮原子采取sp3雜化軌道。因此，正確答案是A。13、下列分子中，中心原子采取sp2雜化軌道的分子是：A.CO?B.H?OC.CH?D.NH?答案：A解析：在CO?分子中，碳原子形成了兩個雙鍵，沒有孤對電子，因此碳原子采取sp2雜化軌道。而在H?O、CH?和NH?分子中，中心原子分別是氧、碳和氮，它們分別采取sp3雜化軌道。因此，正確答案是A.CO?。14、下列關于分子空間結構的描述，正確的是：A.甲烷分子是平面正方形結構B.氯化氫分子中，氫原子和氯原子之間的鍵角為120°C.二氧化碳分子中，碳原子位于分子中心，兩氧原子分別位于碳原子兩側，形成直線形結構D.氨分子中，氮原子位于分子中心，三個氫原子位于同一平面上，鍵角為90°答案：C解析：二氧化碳分子中，碳原子采用sp雜化軌道，形成直線形結構，兩氧原子分別位于碳原子兩側，鍵角為180°。選項A中，甲烷分子是正四面體結構，鍵角為109.5°；選項B中，氯化氫分子中，氫原子和氯原子之間的鍵角為104.5°；選項D中，氨分子中，氮原子采用sp3雜化軌道，形成三角錐形結構，鍵角為107.3°。因此，選項C描述正確。15、在下列分子中，中心原子采用sp2雜化的分子是：A.H2OB.CO2C.BF3D.CH4答案：C解析：H2O的中心原子氧采用sp3雜化，形成四個雜化軌道，其中一個軌道是孤對電子。CO2的中心原子碳采用sp雜化，形成兩個雜化軌道，每個軌道連接一個氧原子。BF3的中心原子硼采用sp2雜化，形成三個雜化軌道，每個軌道連接一個氟原子。CH4的中心原子碳采用sp3雜化，形成四個雜化軌道，每個軌道連接一個氫原子。因此，中心原子采用sp2雜化的分子是BF3。16、已知某有機化合物的分子式為C2H4O2，根據(jù)下列哪項信息可以判斷該有機化合物可能是乙酸？A.該化合物在水中溶解度較大B.該化合物能與NaHCO3反應產(chǎn)生氣體C.該化合物的紅外光譜中存在羰基吸收峰D.該化合物的核磁共振氫譜顯示有兩個化學環(huán)境不同的氫原子答案：C解析：乙酸的結構式為CH3COOH，其分子中含有一個羰基（C=O），紅外光譜中羰基吸收峰為特征峰，因此C選項可以判斷該有機化合物可能是乙酸。A選項的溶解度信息不足以判斷結構，B選項雖然乙酸能與NaHCO3反應，但其他羧酸類物質也能，因此不能確定；D選項的核磁共振氫譜信息也不能唯一確定結構。二、非選擇題（本大題有4小題，每小題13分，共52分）第一題：以下四種分子結構模型中，哪一種表示的是氨氣分子（NH3）的正確空間結構？請選出正確答案，并說明理由。A.三角錐形B.平面三角形C.線性結構D.V形答案：A解析：氨氣分子（NH3）中，氮原子有5個價電子，其中3個與氫原子形成共價鍵，剩下2個電子形成一個孤對電子。根據(jù)價層電子對互斥理論（VSEPR理論），氨氣分子的中心原子（氮原子）周圍有4對電子（3對成鍵電子對和1對孤對電子），這些電子對會互相排斥，使得氨氣分子的空間結構呈現(xiàn)三角錐形。因此，選項A“三角錐形”是氨氣分子的正確空間結構。選項B“平面三角形”適用于沒有孤對電子的分子，如二氧化碳（CO2）。選項C“線性結構”適用于中心原子的電子對全部成鍵的分子，如氫氣（H2）。選項D“V形”適用于中心原子有2對孤對電子的分子，如水分子（H2O）。第二題：假設有一個由兩種原子組成的分子AB4，其中A原子的價電子數(shù)為4，B原子的價電子數(shù)為3。請根據(jù)價層電子對互斥理論（VSEPR理論），判斷該分子的空間構型，并說明理由。答案：該分子的空間構型為四面體形。解析：根據(jù)題目，A原子有4個價電子，B原子有3個價電子，因此A原子需要與4個B原子形成共價鍵，以滿足A原子的八隅體規(guī)則。A原子周圍共有4對電子，包括成鍵電子對和孤電子對。根據(jù)VSEPR理論，4對電子會盡量遠離彼此以減少電子對之間的排斥力，從而形成四面體形的結構。在四面體形結構中，A原子位于中心，四個B原子分別位于四個頂點，每個B原子與A原子之間形成一個σ鍵。由于B原子的價電子數(shù)為3，因此每個B原子在形成共價鍵后會剩余一個孤電子對，這些孤電子對占據(jù)四面體的四個頂點，進一步穩(wěn)定了分子的結構。綜上所述，該分子的空間構型為四面體形。第三題根據(jù)VSEPR理論（價層電子對互斥理論），預測下列分子或離子的幾何構型，并解釋你所作預測的理由。對于每個分子或離子，還需指出中心原子的雜化狀態(tài)。NH3(氨)H2O(水)CO3^2-(碳酸根離子)SF6(六氟化硫)答案與解析：NH3(氨)幾何構型：三角錐形中心原子雜化狀態(tài)：sp3解析：氨分子中氮原子有5個價電子，加上來自三個氫原子的三個電子，共有4對價層電子對，其中包括3個成鍵電子對和1個孤對電子。根據(jù)VSEPR理論，這些電子對會盡可能遠離以減少排斥力，因此采取了四面體排列。然而，由于存在一對未參與成鍵的孤對電子，實際的空間結構為三角錐形，而非正四面體。氮原子采用sp3雜化軌道。H2O(水)幾何構型：彎曲形（角度約104.5度）中心原子雜化狀態(tài)：sp3解析：水分子中的氧原子擁有6個價電子，加上兩個氫原子提供的兩個電子，形成兩對成鍵電子和兩對孤對電子。這四對電子對也遵循VSEPR原則，采取四面體排列。但因為兩對孤對電子的存在，使得分子的實際形狀是彎曲形。氧原子同樣采用sp3雜化軌道。CO3^2-(碳酸根離子)幾何構型：平面三角形中心原子雜化狀態(tài)：sp2解析：在碳酸根離子中，碳原子通過雙鍵與一個氧原子相連，另外兩個氧原子則通過單鍵連接，同時每個氧原子還攜帶一個負電荷。考慮到所有價層電子對（包括σ鍵和π鍵以及任何可能存在的孤對電子），